آب و آتش

گلوگاه توسعه تکنولوژیگفت‌وگو با دکتر پورانوری، عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی و علم موادروزنامه: چرا رشته‌ مهندسی مواد به عنوان یک رشته دانشگاهی وجود دارد؟ مهندسی مواد چه نیازی را از جامعه برطرف می‌کند؟مهندسی مواد مشابه سایر مهندسی‌ها هدفش بهبود کیفیت زندگی بشر است. قبلا تحت عنوان مهندسی متالورژی شناخته می‌شد، چون بیشتر بر پایه فلز بود اما الآن با نام مهندسی و علم مواد شناخته می‌شود و هم حوزه فلزات و هم حوزه پلیمرها و سرامیک‌ها را مطالعه و بررسی می‌کند. اصطلاحی که برای این رشته به کار می‌رود، مهندسی و علم و مواد است، یعنی هم از یک طرف مهندسی (engineering) است و هم از یک طرف دیگر علم (science). هم موضوعات کاربردی مهندسی دارد و هم جنبه‌های علوم پایه مرتبط با فیزیک.وقتی در مورد حوزه‌هایی که کیفیت زندگی بشر را در آینده تعیین می‌کند، صحبت می‌کنیم، معمولا سخن از فناوری اطلاعات، مهندسی ژنتیک، بایوتکنولوژی و مواد می‌شود. در واقع تکنولوژی هر قرن را مواد در دسترس آن قرن محدود می‌کند. مثلا فرض کنید دنبال افزایش راندمان توربین‌های گازی هستید، برای این منظور باید قادر باشید که دمای گاز ورودی به توربین را افزایش دهید که این موضوع به مواد سازنده پره‌های توربین بستگی دارد. مباحثی مثل انرژی‌های پاک، رفاه اجتماعی، امنیت کشورها در حوزه نظامی و ... وابسته به مهندسی مواد است.یک ماده با خواص مطلوب چگونه تولید می‌شود؟ اولین کار مراجعه به جدول تناوبی عناصر و انتخاب یک ماده براساس ویژگی‌های مختلف آن است. خیلی از عناصر همه ویژگی‌های مطلوب را با هم ندارند و در نتیجه باید ماده‌های جدید را طراحی کرد. این طراحی لزوما تغییر در ترکیب شیمیایی نیست. خواص مواد علاوه بر اینکه تابع ترکیب شیمیایی آنهاست، به ساختار درونی و نحوه چینش اتم‌ها و مولکول‌هایشان در ابعاد مختلف نیز بستگی دارد. در واقع مهندسین مواد با استفاده از فرایندهایی ساختار درونی ماده را به نحوی تغییر می‌دهند که بتوانند خواص ماده را کنترل کنند. در صنعت از یک مهندس مواد همیشه خواسته می‌شود تا برای شرایط کاری مشخص نیرویی، دمایی، خورندگی و ... یک ماده مناسب طراحی کند که در زمان مشخصی بتواند به کار رود. ابزاری که مهندس مواد در اختیار دارد، فقط ترکیب کردن مواد مختلف نیست بلکه بیشتر باید با فرایندهای حرارتی و مکانیکی ساختار درونی ماده را به‌گونه‌ای تغییر دهد که خواص مطلوب را بدست آورد. به طور خلاصه مهندسی مواد ارتباط بین فرایندهای مهندسی و ساختار ماده و خواص آن است.مهندس مواد در مرحله اول با ساختار درونی ماده در ابعاد مختلف آشنا می‌شود، در مرحله بعد خواص مختلف مواد و ارتباط آن با ساختار درونی ماده را مطالعه می‌کند و در مرحله آخر فرایندهایی را می‌شناسد که می‌تواند ساختار درونی ماده را تغییر دهد؛ فرایندهای حرارتی، مکانیکی، شکل‌دهی و ...روزنامه: آینده تحصیلی و پژوهشی مهندسی مواد چگونه است؟ در تحصیلات تکمیلی این رشته چه گرایش‌هایی دارد؟گرایش‌هایی که وجود دارد، حوزه‌های مختلفی را در بر می‌گیرد؛ شکل‌دهی فلزات، ریخته‌گری، جوشکاری، شناسایی و انتخاب مواد، خوردگی، نانومواد، بایومواد (موادی با قابلیت سازگاری با بدن انسان)روزنامه: یک فارغ‌التحصیل مهندسی مواد در چه جاهایی می‌تواند مشغول به کار شود و چه کارهایی انجام می‌دهد؟در شرایط حال حاضر گلوگاه صنعت کشور بحث مواد است؛ در حوزه‌های مختلفی مهندسی از نفت وگاز و پتروشیمی و پالایشگاه‌ها گرفته تا صنعت خودروسازی، صنایع نیروگاهی، توربین بخار و گاز و ... . تقریبا در هر حوزه ای که فلز، پلیمر یا سرامیک نقشی دارد، مهندسی مواد هم حائز اهمیت می‌شود. کشورهای توسعه‌یافته و پیشرفته در مهندسی مواد حرف جدی برای گفتن دارند و اگر مملکت ما هم بخواهد حرف جدی در صنعت بزند و استقلال داشته باشد، باید بحث مواد را جدی بگیرد و سرمایه‌گذاری خوبی روی این صنعت استراتژیک انجام دهد.روزنامه: دانش‌آموزی که می‌خواهد مهندسی مواد را به عنوان رشته تحصیلی در دانشگاه انتخاب کند، چه ویژگی و شخصیتی داشته باشد؟علومی که با مهندسی مواد درگیرند، حوزه‌های مختلفی را شامل می‌شود. این رشته هم جنبه مهندسی دارد و هم جنبه علوم پایه. هر فرد می‌تواند زیبایی خاصی در آن ببیند و علاقه‌مند شود. یک قسمت‌هایی از این رشته نیازمند ریاضیات قوی است، بحث شبیه‌سازی در فرایند و ساختار مواد مطرح می‌شود که زیربنایش فیزیک و ریاضیات است. از سوی دیگر مثلا سنتز کردن مواد سرامیکی و پلیمری به شیمی نیاز دارد. همچنین بحث تحقیق و نوآوری در این رشته نسبت به سایر مهندسی‌ها جدی‌تر است و دانشجوی مواد باید علاقه‌مند به تحقیق و پژوهش باشد.هم مهندسی و هم علوم پایهرشته مهندسی و علم مواد همان‌طور که از اسمش مشخص هست، هم از جنس رشته‌های مهندسی است و هم از جنس علوم پایه، یعنی ممکن است که نوع کار محقق از جنس کار با اعداد و مهندسی آنها و بهینه کردن آنها باشد یا این که از جنس یافتن مکانیزم‌های رفتار یک ماده. این رشته در ایران کمتر شناخته شده و قبلا با نام متالورژی شناخته می‌شد. در این رشته قرار است بین خواص ماده، روش‌های پروسس کردن، ویژگی‌های ذاتی و کاربرد ماده ارتباط برقرار کنیم. این رشته براساس نوع پروژه‌ها می‌تواند ارتباط تنگاتنگی با رشته‌های فیزیک، شیمی، مکانیک، برق یا داروسازی نیز داشته باشد اما آن رشته‌ها نیست و دید مخصوص به خود را دارد، یعنی می‌تواند راه‌حل‌هایی بدیع و با هزینه پایین ارائه دهد که سایر رشته‌ها قادر به ارائه آن نیستند.گرایش‌های ارشد این رشته جوشکاری، شکل‌دهی فلزات، شناسایی، سرامیک، استخراج، خوردگی، نانو مواد، ریخته‌گری و بایو مواد است، البته در شریف دو مورد آخر ارائه نمی‌شود. با معرفی گرایش‌ها می‌توان متوجه شد که در این رشته با بررسی علمی و اصلاح خواص مواد و در نتیجه مهندسی خواص سعی می‌شود تا نیاز سایر مهندسان در انواع زمینه‌ها فراهم شود؛ مرور چند مثال برای فهم بهتر می‌تواند کمک کند: مستحکم کردن و در عین حال سبک کردن یک فلز مشخص بدون تغییر ترکیب شیمیایی آن فلز، بالا بردن رسانایی الکتریکی یک ماده، جلوگیری از خوردگی یا افزایش دادن مدت مقاومت ماده، تطبیق‌پذیر کردن یک ماده با بافت انسان، دارورسانی هدفمند، افزایش قابلیت جذب و بازگشت یون‌ها در باتری‌های یون لیتیوم، آلیاژهای حافظه‌دار و ...احتمالا با این مثال‌‌ها متوجه شده‌اید که این رشته تقریبا در هر جایی که فکر کنید، حضور دارد، چون هر رشته و تخصص از یک سری مواد باید برای ساخت استفاده کند. سایر رشته‌ها در واقع نیاز‌هایی دارند و دوست دارند که موادی با خواصی خاص داشته باشند اما چنین موادی در حالت عادی در دسترس نیست؛ بنابراین مهندسان مواد هستند که ماده‌ای با خواص و شرایط کاری مدنظر آن حوزه کاری را تهیه می‌کنند. البته گاهی کار به این سادگی هم نیست و ممکن است که لازم باشد چند ماده با خواص متفاوت تجمیع شوند و هر یک از آنها بخشی از شرایط مدنظر را تأمین کند اما در هر صورت مهندس مواد باید از عهده این کار برآید. ممکن است که در حوزه‌ای نیز رفتار مواد هنوز درست شناخته نشده باشد، بنابراین برخی از فعالین این رشته نیز بر روی رفتار مواد تمرکز می‌کنند و عملا علم مواد را توسعه می‌دهند. در واقعیت این دو دسته را نمی‌توان کاملا از هم جدا کرد، چون مهندس مواد باید با تحلیل مکانیزم‌های مواد آشنا باشد و بتواند در مواردی که داده‌های ناقصی از رفتار مواد وجود دارد، رفتار آنها را پیش‌بینی کند و همچنین محقق علم مواد نیز عملا نمی‌تواند به مهندسی مواد توجه نکند، چون تحقیق را باید به سمت نیازهای آینده سوق دهد.اگرچه این رشته شاید در نظر مردم جامعه دیده نشود اما تمام مردم و شرکت‌ها و کشورها با آن درگیر هستند؛ مخصوصا در زمینه‌های علمی که از نظر محاسبات طراحی در کار خود تقریبا به حد نهایی بهینه‌سازی دست یافته‌اند، تقریبا تنها راه بهبود آنها، بهبود خواص ماده‌های مصرفی است. جالب است بدانید که در دنیا خیلی از گروه‌های تحقیقاتی در زمینه‌های برق، مکانیک، داروسازی، مهندسی شیمی و ... پروژه‌هایی در حوزه مهندسی مواد تعریف می‌کنند تا راندمان سازه‌های خود را بهبود دهند.از میم تا دالمانند اکثر رشته‌ها بچه‌های مواد هم در ترم اول کارشناسی هیچ درس دانشکده‌ای ندارند. ترم دوم در درس «اصول مهندسی و علم مواد» با کلیت مباحث این رشته آشنا می‌شوید. این درس تقریبا از نظر جامعیت معرفی مباحث مانند ویترینی از این رشته است و بعضی از دانشجویان اعتقاد دارند که بعد از این درس درس‌های ترم‌های بعد دیگر مطلب جدیدی ندارند. البته تا حدی درست می‌گویند، چون باید پیش از ورود به درس‌های تخصصی با فضای این رشته آشنا باشند و کلیت را بشناسند اما ریز تحلیل‌ها را در درس‌های بعدی می‌آموزند و حتی در برخی موارد دیگر مطلبی در آن حوزه در درس‌های ارائه شده نخواهد بود و خود دانشجو بر حسب پروژه انتخابی خود و با نوع تفکر مهندسی و علم موادی که به مرور در درس‌های مختلف به دست می‌آورد، به آن ورود می‌کند.در درس‌های دانشکده بیشتر بر روی خواص مکانیکی مواد و بهینه‌سازی آنها مخصوصا در مورد فلزات تمرکز می‌شود اما درس‌هایی برای استخراج، ریخته‌گری، جوشکاری، خوردگی، سرامیک‌ها، پلیمر و کامپوزیت نیز وجود دارد. البته شاید عناوین درس‌ها به نظر معمول بیایند اما مانند اشتباه گرفتن یک مهندس مکانیک با مکانیکی سر خیابان‌ها برای تعمیر خودرو است. به عنوان مثال جوشکاری‌های خاص حوزه نفت و گاز یا هوافضا و ...، خوردگی در شرایط دمایی بسیار بالا (مانند 2000 درجه سانتی‌گراد) یا خوردگی در بایو مواد استفاده شده در بدن، پوشش‌های مهندسی بسیار پیشرفته و مقاوم در برابر انواع شرایط، سرامیک‌های مهندسی خاص، پلیمرهای با قابلیت کاربرد در دارورسانی، کامپوزیت‌های خاص مورد مصرف انواع صنایع خاص، ریخته‌گری‌های خاص و ... از زمینه‌های کاری این رشته به شمار می‌آیند. توصیه می‌کنم که حتما در ترم 6 و 7 برای انتخاب درس‌های اختیاری از سال بالایی‌های کاری و درس‌خوان مشورت بگیرید تا بار علمی بیشتری در زمینه مورد علاقه خود پیدا کنید.چه بمانی، چه برویسابقا رشته مهندسی و علم مواد دانشگاه شریف برای اپلای کردن و ادامه تحصیل در خارج از کشور کمتر شناخته شده بود، چرا که اکثر فارغ التحصیلان آن جذب بازار کار داخلی در صنایع بزرگ مس، فولاد، نفت و گاز و ... می‌شدند اما حدود 10 سالی هست که دیگر به مرور تعداد اپلای کرده‌های شریفی افزایش یافته، هم اپلای در رشته مواد و هم در رشته‌های مرتبط با آن.آینده پژوهشی در ایران مسئله‌ای دوپهلو است. وزارت علوم اصرار دارد که پژوهش‌های دکتری باید دارای نوآوری در سطح جهانی باشد اما گاهی زیرساخت کشور و تحریم‌ها اجازه نمی‌دهد که بتوان روی آن مسائل کار کرد و دانشجوهای دکتری به زحمت می‌افتند. البته این را نیز باید درنظر داشت که خیلی از زمینه‌های پژوهشی در مهندسی و علم مواد تکنولوژی‌های پیشرفته و استراتژیکی هستند که کشورها به راحتی در اختیار یکدیگر قرار نمی‌دهند و کار و تحقیق بر روی آنها می‌تواند ضمن بی‌نیاز کردن کشور و بومی‌سازی دانش و تکنولوژی مرتبط با آن، سودآوری اقتصادی قابل توجهی نیز داشته باشد.مشک آن است که خود ببویددر مورد آینده کاری این رشته در ایران نمی‌توان به صورت کلی چیزی گفت، ممکن است دانشجویی معدل بالایی داشته باشد اما کار مناسبی پیدا نکند یا دانشجویی معدل پایینی داشته باشد اما به عنوان مهندسی خبره در کار شناخته شود و دریافتی خیلی خیلی بالایی داشته باشد. اگر واقعا از نظر علمی و رفع نیازهای صنعتی پیگیر باشید، قطعا بازارکار خواهید داشت و این شما هستید که قیمت خود را اعلام می‌کنید و صنعت به دنبال شما خواهد بود اما اگر بروزی از خود نداشته باشید، هیچ خواهان ویژه‌ای هم ندارید و معلوم نیست کار مناسبی بیابید.به دلیل ماهیت این رشته می‌توان با تغییر مواد یا استفاده از همان ماده‌های مرسوم و اصلاح خواص آن به کمک برخی فرایند‌ها راه‌حل‌هایی به صنایع مختلف مانند داروسازی، ساختمان‌سازی، نفت و گاز و پتروشیمی، فولاد سازی، هوافضا و ... ارائه داد، به طوری که این راه‌حل‌ها هزینه‌های آنها را به شدت کم کرده و برای این صنایع سود فراوانی حاصل کنید. اگر شما در دوره تحصیل نیازهای صنعتی را به خوبی آنالیز کنید و از نزدیک با آنها آشنا شوید (مثلا با بازدیدهای صنعتی دانشجویی یا شنیدن مسائل از فامیل و دوست و آشنا)، می‌توانید ارزش کاری خود را به همه اثبات کنید و تنها در این صورت سایرین حاضرند برای شما هزینه‌های گزافی بپردازند.اگر باز هم پشت کار بیشتری به خرج دهید و علاوه بر حفظ تمرکز علمی در رشته خود و نیازسنجی در محصولات بتوانید از موج فضای استارت‌آپی کشور هم مهارت‌های مدیریتی و راه اندازی کسب‌وکار را یاد بگیرید، می‌توانید از همین ابتدای فارغ التحصیلی مستعد تأسیس شرکتی دانش بنیان با گردش‌های مالی بسیار بالا و همچنین دارای مزیت رقابتی صادراتی بالا باشید، چرا که توانایی عرضه محصولات خاص پرکاربرد صنعتی را دارید. البته شاید لازم باشد که برای این کار با یکی دو نفر از دوستان دانشگاهی از رشته‌های دیگر همکاری کنید تا آنها طراحی‌های دیگر را انجام دهند و شما بهینه سازی مواد را که همیشه جزء قلب‌های تکنولوژی محصولات خاص و گران است، بر عهده بگیرید. توجه به این نکته هم لازم است که ایران از نظر موقعیت جغرافیایی نزدیک به کشورهای حاشیه خلیج فارس است و این کشورها بازار صادراتی مناسبی محسوب می‌شود و همچنین ایران قابلیت خوبی در ارتباط با شرکت‌های روسی، چینی، هندی و ... دارد، به طوری که محصول باکیفیت شما که در سطح محصولات غربی است، به راحتی با قیمتی در حدود 0.3 تا 0.8 قیمت آن محصولات به فروش می‌رود که سود بالایی برای دو طرف در پی دارد.با چشمان باز بیاییدهر نوع صنعتی می‌تواند بازاری برای مهندس مواد باشد، البته نه به این معنی که استخدام هر نوع صنعتی شود بلکه به این معنی که رفع کننده برخی نیازهای صنعتی خاص آنها باشد. این اتفاق به شرطی می‌افتد که بتوانید درحد معمول تعامل کنید و حتما در دوره تحصیل زبان تخصصی و جستجوی علمی مقاله و ثبت اختراع و ... را به خوبی یاد بگیرید و با مطالعه موردی این مهارت را بالفعل نمایید. اگر این شرایط را داشته باشید، در هر رشته‌ای موفق هستید اما احتمال زیاد در رشته مهندسی مواد موفقیت بیشتری دارید. اما اگر صرفا می‌خواهید از محاسبات گذشتگان و هندبوک‌ها استفاده کنید و یک سری محاسبات و راه‌حل‌های مشخص را پیاده‌سازی کنید، توصیه می‌کنم به این رشته نیایید.اگر ضمن تحصیل دیدید که مهارت‌های علمی و نیازسنجی بازار و بررسی حجم بازار را خوب پیش می‌برید، حتما پشت کار دارید و بهتر است مهارت‌های استارت‌آپی را هم یاد بگیرد و در این نوع کارها ورود پیدا کنید تا زودتر از نظر مالی نیز رشد کنید.پس اگر دنبال کسب تجربه‌های جدید هستید و دوست دارید در شرایطی باشید که با تلاش کردن به موفقیت‌های خارق العاده دست یابید، به این رشته بیایید. قطعا دانش ریاضی، فیزیک و شیمی در این رشته کمک زیادی به شما خواهد کرد و قدرت مدل‌سازی و تحلیل مسائل نیز حسابی به دردتان خواهد خورد.